资料简介
实验：验证机械能守恒定律
• 一、实验目的
• 验证机械能守恒定律
• 二、实验原理
• 1．在只有重力做功的自由落体运动中，
物体的重力势能和动能互相转化，但总的
机械能保持不变．若物体某时刻瞬时速度
为v，下落高度为h，则重力势能的减少量
为mgh，动能的增加量为 mv2，看它们
在实验误差允许的范围内是否相等，若相
等则验证了机械能守恒定律．
图1
• 三、实验器材
• 铁架台(含铁夹)，打点计时器，学生电源，
纸带，刻度尺，重物(带纸带夹)．
• 四、实验步骤
• 1．按图2将检查、调整好的打点计时器竖
直固定在铁架台上，接好电路．
图2
• 2．打纸带：将纸带的一端用夹子固定在
重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔
用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时
器的地方．先接通电源，后松开纸带，让
重物带着纸带自由下落．
• 更换纸带重复做3～5次实验．
• 3．选纸带：分两种情况说明
• (1)用mgh=mv2/2验证，应选点迹清晰，
且1、2两点间距离小于或接近2 mm的纸
带．若1、2两点间的距离大于2 mm，这
是由于先释放纸带，后接通电源造成
的．这样，第1个点就不是运动的起始点
了，这样的纸带不能选．
• 五、注意事项
• 1．打点计时器要稳定地固定在铁架台上，
打点计时器平面与纸带限位孔调整在竖直
方向，以减小摩擦阻力．
• 2．应选用质量和密度较大的重物，增大
重力可使阻力的影响相对减小，增大密度
可以减小体积，可使空气阻力减小．
• 3．实验中，需保持提纸带的手不动，且
保证纸带竖直，待接通电源，打点计时器
工作稳定后，再松开纸带．
• 六、误差分析
• 1．本实验中因重物和纸带在下落过程中
要克服各种阻力(空气阻力、打点计时器
阻力)做功，故动能的增加量ΔEk稍小于重
力势能的减少量ΔEp，即ΔEkm2.现要利用此装置验证机械能守恒
定律．
图13
• (1)若选定物块A从静止开始下落的过程进
行测量，则需要测量的物理量有
________．(在横线上填入选项前的编号)
• ①物块的质量m1、m2；
• ②物块A下落的距离及下落这段距离所用
的时间；
• ③物块B上升的距离及上升这段距离所用
的时间；
• ④绳子的长度．
• (2)为提高实验结果的准确程度，某小组同学对
此实验提出以下建议：
• ①绳的质量要轻；
• ②在“轻质绳”的前提下，绳子越长越好；
• ③尽量保证物块只沿竖直方向运动，不要摇晃；
• ④两个物块的质量之差要尽可能小．
• 以上建议中确实对提高准确程度有作用的是
________．(在横线上填入选项前的编号)
• (3)写出一条上面没有提到的对提高实验结果准
确程度有益的建议：________.
• 解析：(1)通过连结在一起的A、B两物体
验证机械能守恒定律，即验证系统的势能
变化与动能变化是否相等，A、B连结在
一起，A下降的距离一定等于B上升的距
离；A、B的速度大小总是相等的，故②、
③只测其中之一即可，不需要测量绳子的
长度．
• (2)如果绳子质量不能忽略，则A、B组成
的系统势能将有一部分转化为绳子的动能，
从而为验证机械能守恒定律带来误差；若
物块摇摆，则两物块的速度有差别，为计
算系统的动能带来误差；两个物块质量差
较大时，摩擦阻力对实验测量所带来的误
差影响就会越小，故无需减小两物块的质
量差．
• 答案：(1)①②或①③ (2)①③
• (3)例如：“对同一高度进行多次测量取
平均值”；“选取受力后相对伸长尽量小的
绳”；等等．
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